Innehållsförteckning:

Vad hände innan den stora smällen?
Vad hände innan den stora smällen?

Video: Vad hände innan den stora smällen?

Video: Vad hände innan den stora smällen?
Video: What was before The Big Bang? 2024, Mars
Anonim

Vad fick universum att uppstå? Grundorsaken måste vara speciell, säger forskare. Men om vi tillskriver början av allt till Big Bang, uppstår frågan: vad hände innan dess? Författaren ger ett fascinerande resonemang om tidernas begynnelse.

Att fråga vetenskapen vad som var före tiden är som att fråga "Vem var du innan du föddes?"

Vetenskapen tillåter oss att avgöra vad som hände på en biljondels sekund efter Big Bang.

Men vi kommer knappast någonsin att veta vad som orsakade Big Bang.

Det är en besvikelse, men vissa saker är helt okända. Och det här är bra.

Låt oss vara ärliga: det är ganska konstigt att tro att universums historia började med en slags födelsedag för 13,8 miljarder år sedan. Detta är i linje med många religiösa grundsatser, enligt vilka kosmos skapades genom ingripande från ovan, även om vetenskapen inte säger något om det.

Vad hände innan tidens början?

Om allt som hände har ett orsakssamband, vad orsakade då universums uppkomst? För att svara på en mycket svår fråga om den första orsaken använder religiösa myter om världens skapelse det som kulturantropologer ibland kallar "positivt väsen" eller ett övernaturligt fenomen. Eftersom tiden hade en början någon gång i det avlägsna förflutna, måste den första orsaken vara speciell. Det måste vara en orsakslös orsak, ett fenomen som precis hände, och ingenting föregick det.

Bild
Bild

Men om vi tillskriver början av allt till Big Bang, uppstår frågan: vad hände innan dess? När vi har att göra med odödliga gudar är detta en helt annan sak, eftersom tidlöshet för dem inte är en fråga. Gudar existerar utanför tiden, och det gör vi inte. För oss finns det inget som heter "före tiden". Därför, om vi ställer frågan om vad som hände före Big Bang, kommer det att vara något meningslöst, även om vi behöver hitta meningen. Stephen Hawking likställde det en gång med frågan "Vad är norr om Nordpolen?" Och jag gillar frasen "Vem var du innan du föddes?"

Aurelius Augustinus antog att tid och rum dök upp tillsammans med världens skapelse. För honom var det naturligtvis gudomlig försyn. Och för vetenskapen?

Inom vetenskapen, för att förstå hur universum uppstod, utvecklades och mognade, går vi tillbaka i tiden och försöker rekonstruera vad som hände. Liksom paleontologer identifierar vi "fossiler", det vill säga rester av materia från svunna dagar, och sedan med deras hjälp lär vi oss om olika fysiska fenomen som fanns på den tiden.

Vi antar med säkerhet att universum har expanderat i miljarder år, och att denna process fortsätter nu. I det här fallet betyder "expansion" att avstånden mellan galaxerna ökar; galaxer rör sig bort från varandra med en hastighet som beror på vad som fanns inne i universum under olika epoker, det vill säga vilken materia som fyllde rymden.

Den stora smällen var ingen explosion

När vi pratar om Big Bang och expansionen föreställer vi oss explosionen som startade allt. Det är därför vi döpte det så. Men detta är en missuppfattning. Galaxerna rör sig bort från varandra, eftersom de bokstavligen skiljs åt av själva rymden. Liksom elastiskt tyg sträcker sig rymden och bär galaxer med sig, eftersom strömmen i en flod för med sig stockar. Så galaxer kan inte kallas skräp som flyger från en explosion. Det var ingen central explosion. Universum expanderar i alla riktningar, och det är helt demokratiskt. Varje punkt är lika viktig. Någon i en avlägsen galax ser borttagningen av andra galaxer på samma sätt som vi.

(Obs: Närliggande galaxer har avvikelser från detta kosmiska flöde som kallas "lokal rörelse." Detta orsakas av gravitationen. Till exempel närmar sig Andromeda-nebulosan oss.)

Återgå till det förflutna

Om vi snurrar den kosmiska filmen bakåt kommer vi att se hur materia kläms mer och mer i det krympande utrymmet. Temperaturen stiger, trycket stiger och förfallet börjar. Molekyler bryts ner till atomer, atomer till kärnor och elektroner, atomkärnor till protoner och neutroner och sedan protoner och neutroner till kvarkar. Denna sekventiella nedbrytning av materia till dess mest grundläggande och elementära beståndsdelar sker när klockan tickar i motsatt riktning mot explosionen.

Till exempel sönderfaller väteatomer ungefär 400 000 år före Big Bang, atomkärnor på ungefär en minut och protoner med neutroner på en hundradels sekund (omvänt förstås). Hur vet vi detta? Vi hittade resterna av strålning från den tid då de första atomerna bildades (relikmikrovågsbakgrundsstrålning), och kom på hur de första kärnorna av lätta atomer dök upp när universum bara var några minuter gammalt. Det är just de kosmiska fossilerna som visar oss vägen i motsatt riktning.

För närvarande kan vi experimentellt simulera de förhållanden som fanns när universum var en biljondels sekund. Det kan tyckas vara ett försumbart värde för oss, men för en lätt partikel av en foton är detta en lång tid, vilket gör att den kan flyga en sträcka som är en biljon gånger diametern på en proton. När vi talar om det tidiga universum bör vi glömma mänskliga normer och idéer om tid.

Självklart vill vi komma så nära ögonblicket som möjligt då tiden var lika med 0. Men någon gång stöter vi på okunnighetens vägg och kan bara extrapolera våra nuvarande teorier i hopp om att de ska ge oss åtminstone några antydningar om att det händer i tidernas begynnelse, vid sådana energier och temperaturer som vi inte kan skapa i laboratoriet. Men en sak vet vi säkert. När tiden är nära noll fungerar inte vår nuvarande teori om rummets och tidens egenskaper, som är Einsteins allmänna relativitetsteori.

Bild
Bild

Detta är kvantmekanikens område, där avstånden är så små att vi måste föreställa oss rymden inte som ett kontinuerligt ark, utan som en granulär struktur. Tyvärr har vi ingen kvalitativ teori som beskriver sådan granularitet i rymden, eftersom det inte finns några fysiska gravitationslagar på en kvantskala (känd som kvantgravitation). Kandidater är naturligtvis till exempel supersträngteori och loopkvantgravitation. Men det finns för närvarande inga bevis för att de korrekt beskriver fysiska fenomen.

Kvantkosmologin svarar inte på frågan

Ändå kräver en persons nyfikenhet att gränserna förs närmare tidens nollvärde. Vad kan du säga? På 1980-talet föreslog Alexander Vilenkin, Andrei Linde, James Hartl och Stephen Hawking tre modeller av kvantkosmologi, där universum existerar som en atom och ekvationen liknar den som används inom kvantmekaniken.

I denna ekvation är universum en våg av sannolikhet, som i huvudsak förbinder den tidlösa kvantregionen med den klassiska, där det finns tid, det vill säga med universum där vi bor och som nu expanderar. Övergången från kvant till klassiker betyder bokstavligen uppkomsten av rymden, det vi kallar Big Bang. Således är Big Bang en orsakslös kvantfluktuation, lika slumpmässig som radioaktivt sönderfall: från frånvaro av tid till dess närvaro.

Om man antar att en av dessa enkla modeller är korrekt, skulle det vara en vetenskaplig förklaring av den första orsaken? Kan vi helt och hållet bli av med nödvändigheten av en orsak genom att använda kvantfysikens sannolikheter?

Tyvärr inte. Naturligtvis skulle en sådan modell vara en häpnadsväckande intellektuell bedrift. Det skulle vara ett kolossalt steg framåt för att förstå alltings ursprung. Men detta räcker inte. Vetenskap kan inte existera i ett vakuum. Hon behöver en begreppsapparat, sådana begrepp som rum, tid, materia, energi. Hon behöver beräkningar, hon behöver lagar för bevarande av sådana kvantiteter som energi och momentum. Man kan inte bygga en skyskrapa av idéer, precis som man inte kan skapa en modell utan koncept och lagar. Att be vetenskapen att "förklara" den första orsaken är som att be vetenskapen förklara sin egen struktur. Detta är en begäran om att tillhandahålla en vetenskaplig modell som inte använder prejudikat, det finns inga tidigare koncept att operera på. Vetenskapen kan inte göra detta, precis som en person inte kan tänka utan hjärna.

Gåtan om grundorsaken förblir olöst. Som svar kan man välja religion och tro, och man kan också anta att vetenskapen kommer att reda ut allt med tiden. Vi kan också, som den antike grekiske skeptikern Pyrrho, ödmjukt erkänna att det finns gränser för vår kunskap. Vi kan glädjas åt det vi har uppnått och fortsätta att förstå, samtidigt som vi inser att det inte finns något behov av att veta allt och förstå allt. Det räcker med att vi fortsätter att vara frågvis intresserade.

Nyfikenhet utan en gåta är blind, och en gåta utan nyfikenhet är felaktig.

Rekommenderad: